CN1148685A - 电动式调节风门装置 - Google Patents

Abstract

一种电动式调节风门装置，将其安装在冰箱等冷风流通道上，在其两端敞开的筒状框体内部形成冷风开口部，同时设置可在其与所述开口部不相接和相接位置间移动的挡板，把包含电动机的挡板移动机构安装在所述框体的侧部，此外，将上述框体形成大致为四棱柱形状，具有能使装置进一步小型化，对冷风等流体流动不形成阻碍等效果。

Description

电动式调节风门装置

本发明涉及配置在冰箱冷风流的通路上、以电动机为驱动源、使调节冷风供给量的挡板动作的电动式调节风门装置。

以往，例如有日本专利特开平6-109354或美国专利U.S.P4,644,239所揭示的电动式调节风门装置。

后述图13、14表示的上述特开平6-109354所揭示的调节风门装置500，主要由调节冷风供给量的挡板52和驱动此挡板的电动机等驱动机构53组成。

挡板52通过驱动机构53的控制，产生以支点轴51为支点的运动，相对冷风口形成相接，分离，从而进行打开、关闭风口的动作。

将电动式调节风门装置500配置在如后述图15所示冰箱60的冷风通道67内，能使冷风向冷藏室62内流动。

此外，后述图16(a)、(b)表示由美国专利U.S.P4,644,239所揭示的电动式调节风门装置500’由与电动机53’一起回转的凸轮57’，设置成位于偏离凸轮57’的回转中心位置上的偏心销58’，在为将偏心销58’夹住的挡板52’上形成的壁部59’组成，通过使回转着的偏心销58’与壁部59’相接或离开，使挡板52’以支点轴51’为支点，相对冷风口相接、分离从而进行打开、关闭风口的动作。

由于上述传统的电动式调节风门装置500的挡板52的打开动作是以支点轴51为支点进行，因此，直至该挡板处于和冷风通道67内的冷风流相平行位置时还不是打开位置，如图15所示，处于倾斜位置时成为将冷风口打开的位置，除此以外的位置都不是打开位置。

同样，传统的电动式调节风门装置500’由于挡板52’的支点轴51’与偏心销58’间的距离远，且偏心销58’的移动距离短，因此，不能使挡板52’产生较大的回转。

因此，在传统的电动式调节风门装置500，500’中，挡板52、52’相对冷风流构成阻力，成为不能使冷风迅速扩散的结构。

此外，在图13、14所示的调节风门装置500中，如果为使挡板52产生较大的回转，需将作为驱动机构53的齿条(ラツク)的移动距离加长。

此外，在图16所示的调节风门装置500’中，由于有必要使偏心销58’的移动距离加大，从而，使两者，即500，500’都成为大型化的调节风门装置。

此外，如图15所示的上述结构，使向冰箱60内部伸出宽度M变大，从而成为引起冰箱60的容积减少的一个原因。

因此，本发明正是为了消除上述问题而成立，目的在于提供可达到小型化，且对冷风流不形成阻碍的电动式调节风门装置。

根据为达到上述目的的本发明电动式调节风门装置，可将该装置配置在冰箱冷风流的通路上，该装置通常具备构成上述通路一部分的框体，在上述框体中央部上形成的冷风口，可回转地安装在已设置在上述框体上的回转轴上，用于开、闭上述冷风口的挡板，以及使上述挡板在关、开上述冷风口的位置间移动的回转机构，将上述挡板配置成当其处于关闭上述冷风口的位置时，用上述框体将上述挡板周围围住，上述回转机构包含电动机，使上述电动机位于上述框体外侧，且将其配置在上述挡板回转轴附近，此外，将上述电动机输出轴和上述挡板的回转轴形成旋转相连。

对附图的简单说明，

图1为表示第1实施例的图，就是沿图2中I-I线的剖面图，

图2为图1所示结构带局部剖视的仰视图，

图3为卸去盖，且设想安上步进电动机的图，就是从图2的III方向看的图，

图4为表示第1实施例中使用的调节风门的图，其中，(A)为俯视图，(B)为从(A)中的箭头a看的主视图，(C)为从(A)中的箭头b看的图，

图5为表示第1实施例中使用的轴的图，其中的(A)为主视图，(B)为俯视图，

图6为表示作为采用本发明电动式调节风门的冰箱一例的剖面图，

图7为简要表示第2实施例的剖视图，

图8为表示处于将图7所示电动式调节风门装入状态时冰箱主要部分的剖面图，

图9为第3实施例的侧视剖面图，是与表示第1实施例的图1相当的图，

图10为表示第4实施例的图，表示框体和冷风口的侧视剖面图，

图11为图10的局部剖视仰视图，

图12为表示第5实施例的图，表示框体和冷风口的侧视剖面图，

图13为表示传统电动式调节风门的主视图，

图14为图13的带局部剖面的侧视图，

图15为表示作为采用传统电动式调节风门的冰箱一例的剖面图，

图16(a)、(b)分别为表示其他传统电动式调节风门的主视图与侧视图。

现根据图1-6说明本发明第1实施例。

电动式调节风门50主要是由作为驱动源的步进电动机1，构成通道一部分的框体2，在框体2的中央形成的冷风口3、可与冷风口3相接或分离的挡板4所组成。

步进电动机1具有不锈钢(SUS)制的输出轴5，把由聚缩醛(以下称POM)制的小齿轮6嵌合在输出轴5上。

将小齿轮6的轴端部6a支承在框体2的侧部2a上形成的作为轴承的凹部2b上。

小齿轮6与作为减速齿轮的扇形齿轮7啮合，可进行步进电动机1的回转传递。

此外，第1实施例的扇形齿轮7是由与小齿轮6相同的材料POM制成。

扇形齿轮7的齿部形成角度按挡板4的回转角度设定。

将各向同性的铁素体磁铁8固定安装在扇形齿轮7的一端上。

在磁铁8的附近，通过印刷基板10把为检测出磁铁8已靠近的霍尔(ホ-ル)IC9固定安设在框体2上。

在扇形齿轮7的回转中心部7a上形成通孔7b，使SUS制的轴13嵌合于此通孔7b上。

把在挡板4上形成的轴部4a、4b嵌合在轴13上，且用销16使其在轴13上固定。

由步进电动机1，输出轴5，小齿轮6，扇形齿轮7，轴13构成使挡板4回转的回转机构。

此外，通过使步进电动机1的回转减速，使电动机的回转力矩增大后传递至挡板4一侧，这样，即使小型电动机，也能足够使挡板4回转。

将上述回转机构安装在框体2内，且用ABS树脂制的盖11，通过螺丝12将其覆盖。

在第1实施例中，仅使上述回转机构中的步进电动机1从盖11向外伸出，而其它移动机构都用盖11覆盖，与外部遮蔽。

框体2由ABS树脂制成，且在第1实施例中，将其形成两端开放的四棱柱形状。

在框体2内部形成冷风口3的同时，将挡板4以及挡板4的轴部4a、4b容纳在框体2内。

如图1所示，以相对冷风流呈倾斜状态形成第1实施例的冷风口3，通过将冷风流动的开口3b的周围围住的形态形成使相对框体2具有规定角度而倾斜突出的冷风口形成部3a。

在冷风口形成部3a形成使朝向挡板4的回转一侧突出的接触部3c。

此外，在第1实施例中，是将冷风口3与框体2形成一体，然而，也可以用另外的构件形成。

可与接触部3c相接，分离的挡板4是由聚碳酸酯构成，把由发泡聚乙烯构成的软带14固定在挡板4的冷风口3的一侧。

将挡板4通过轴13以贯穿的轴部4a，4b为支点形成可转动，可以在如图1的双点划线所示的冷风口3的打开位置(以下称开位置)和实线所示冷风口3的关闭位置(以下称关位置)间回转。

上述开位置就是挡板4离开冷风口3的接触部3c的位置，这时使冷风流过。

此外，上述关位置就是使挡板4与冷风口3的接触部3c相接的位置，将冷风流阻止。

此外配置成在上述关位置用框体2将挡板4的周围围住。

在挡板4的冷风口3的一侧设置弹簧固定部4h，用于将螺旋弹簧15的一端连接固定。

将螺旋弹簧15的另一端连接固定在框体2上形成的槽2c上。

此外，将弹簧固定部4h设置在从挡板4的中心朝支点的相反一侧稍许偏移的位置上。

轴13与挡板4的轴部4a、4b就是用销16使其接合于框体2上且具有游动间隙g。

且按如下方法进行所述接合：首先，在框体2上，将图4所示的挡板4保持在与其设置位置大致相符的位置上，将图5所示轴13的平坦部13d沿图4(A)的箭头a方向插入在轴部4a上形成的轴插入孔4c内，从而将轴13组装在轴部4a的贯穿孔4d内。

此外，预先将销16插入固定在轴13上形成的通孔13a、13b、13c内。

其后，将轴13沿图4(A)的右方向移动，将轴13的一端插入轴部4b的通孔4e内。

然后，将已成一体的挡板4与轴13在框体2上进行组装。其时，将销16沿三处插入。

就是分别在从槽4f贯穿通孔13a的处所，从槽4g贯穿通孔13b的处所，以及从在扇形齿轮7的回转中心部7a上形成的槽贯穿通孔13c的共3个处所将销16插入。

将上述电动式调节风门50组装入例如图6所示那样的冰箱20内。

在此，对冰箱20作简要说明，将冰箱20分隔成冷冻室61、冷藏室62以及蔬菜室63，在冷冻室61的底部设蒸发器64。

在蒸发器64后部设风扇电动机65，用于把由蒸发器64产生的冷风向各室循环送风。

在蒸发器64和冷藏室62间设置分隔板66，是为阻止蒸发器64的冷风直接流向冷藏室62。

此外，在分隔板66后部和冰箱20后部内壁间形成冷风通道67，将调节风门50设置在此冷风通道67内。

在图6所示的冰箱20中，伴随中部冷冻化为了还将冷风向冷藏室62以外的蔬菜室63供给，形成使送冷风两端蔽开的通道21，将电动式调节风门50设置在通道21内。

就是，在第1实施例中要使调节风门50的框体2构成通道21的一部分那样进行嵌装，使调节风门50自身兼用作通道21。

以下，对电动式调节风门50的动作进行说明。

冰箱20内的温度可由未图示的CPU等进行控制，形成能将各室维持在规定的温度范围。

在各室内例如设置温度传感器等，上述CPU等根据所设置温度传感器的输出信号，对电动式调节风门50发出使挡板4动作的信号进行控制。

现首先对使挡板4从关位置至开位置为止的动作进行说明。

当上述CPU等向步进电动机1输出使挡板4动作的信号，步进电动机1即被驱动，通过小齿轮6、扇形齿轮7，轴13、轴部4a、4b将其回转传递至挡板4。

于是，挡板4克服螺旋弹簧15的弹力离开接触部3c、回转至与冷风流相平行的位置，即开位置(图1的双点划线位置)为止。

当挡板4回转至开位置时，使固定于扇形齿轮7上的磁铁8向靠近霍尔IC9的位置回转，使霍尔IC9动作。

霍尔IC9发出使步进电动机1停止的信号，中止对步进电动机1的驱动。

其时因有螺旋弹簧15的弹力作用在挡板4上，使挡板4朝向关闭冷风口3的位置回转，然而由于和此弹性力相比，步进电动机1的通电保持力或磁阻扭矩较强，从而能将挡板4保持在开位置状态。

此外，因霍尔IC9的信号发生成为原点信号，从而规定了挡板4的回转起点。

通过将挡板4保持在开位置状态，将冷风向蔬菜室63供给。

反过来，把使挡板4从开位置至关位置的动作表示如下。

例如，上述CPU等基于来自设置在蔬菜室63内的温度传感器等的输出信号，输出使挡板4向关位置回转的信号。

当输出上述信号，就使步进电动机1朝向与早先回转时的相反方向回转，从而使挡板4朝与冷风口3的接触部3c相接的方向回转。

可用脉冲数目检测从上述原点起的回转位置，当达到规定的脉冲数，即判断为挡板4的关位置(图1的实线位置)，中止对步进电动机1的驱动。

让中止对步进电动机1的驱动发生在使固定于挡板4上的软带14与接触部3c相接后，就是销16在其游动间隙g的范围内移动过后使停止下来。

因此，由于螺旋弹簧15的弹力作用于挡板4上，使具有弹性的软带14被按压，成为将接触部3c深压在软带14上的状态，使接触部3c与软带14接触而无间隙。

从挡板4的开位置(图1的双点划线位置)至关位置(图1的实线位置)为止的移动时间可由脉冲的发生率进行控制。

例如，在第1实施例中，成为100pps为25.8秒，200pps为12.9秒，300pps为8.6秒。

可以不是把使挡板4停止在由图1中的双点划线所示的完全打开的位置。而作为开位置也可以使挡板4停止在开位置和关位置的中间位置上。

在设定把上述中间位置作为开位置的场合，可以按如下方式进行，即一旦在由图1的双点划线所示开位置使挡板4回转，在回复原点后，使从上述原点起的脉冲数与关位置时相比，以较少脉冲数的分级使步进电动机1停止。

此外，在第1实施例中，把从开位置(图1的双点划线位置)到关位置(图1的实线位置)为止的回转角度α定为45，然而可以不受此角度限制，而采用其它适当的角度。

在图1-6所示的第1实施例中，由于在框体2上形成冷风口3，且使其相对在框体2内流动的冷风流呈倾斜状态，从而能使挡板4的回转角度小，将螺旋弹簧15的一端固定在框体2上，将其另一端固定在挡板4上进行动作。

因此，能将螺旋弹簧15容纳在框体2内而形成小型化的同时，能使该力充分发挥作用，可靠使挡板4处于开位置状态而不产生空隙。

下面，参照图7、8说明本发明第2实施例。

此外，对于和用图1所示符号表示的部分相同的构件用同一符号表示。

此外，由于图8所示冰箱20的结构与图6所示冰箱20结构仅在其冷冻室61和冷藏室62的配置上产生变化，在此省略对其详细说明。

第2实施例是在框体2上形成冷风口3，使其相对冷风流约成90°，且构成使框体2被夹在冰箱20的通道21间。

使挡板4在其与冷风口3的冷风口形成部3a相接、遮断冷风流的位置(关位置)和成为平行于沿着通道21流动的冷风流、使冷风通过的位置(开位置)间转动。

而且，用配置在框体2的侧部上的步进电动机1的驱动力产生此回转。

通过在此未予详细图示的，使在第1实施例所示扇形齿轮7中形成的齿轮角度改变，能使挡板4从冷风口3的开位置至关位置约回转90°。

在第2实施例中未使用和第1实施例所示螺旋弹簧15相当的构件，然而，也可以与第1实施例一样，将螺旋弹簧固定在挡板4和管道21间。

此外，也可将第2实施例所示电动式调节风门50设置在图6所示结构的冷藏室62内。

图9表示本发明第3实施例、是和第1实施例的图1相对应的图。

对于和用图1所示符号表示的部分相同的构件用相同符号表示。

第3实施例是将挡板4配置在框体2的中央部分上，且进而用两个挡板41、42构成挡板4。

能用一台步进电动机分别使挡板41，42在开位置和关位置间回转。

就是将步进电动机的回转传递至挡板41，42一侧的轴13上，将一侧的轴13的回转直接传递至另一侧的轴13上。

据此，能进行使两者相互沿相反方向回转，使挡板41，42的开关动作一致。

由于该实施例的其它结构与第1实施例相同，在此省略对其说明。

在第3实施例中，对于构成驱动源的步进电动机也可以使用不止一台，而是两台，对各挡板41，42分别进行驱动。

若这样，可以把由挡板41，42形成的开位置的状态设定成多个，使对冷风供给量的控制进一步细化。

此外，在第3实施例中，由于将挡板41，42配置在框体2的中央，使作为调节风门的动作装置的平衡性更加优良。

图10、11表示本发明第4实施例。

第4实施例是将第1实施例的挡板4及其外围结构作了改变的结果。图10、11是分别与图1，2相对应的图，和用图1，2所示符号表示的部分相同的构件用同样的符号表示。

在第4实施例中，设置和挡板4的长边平行的挡板支承轴43，用和图1所示挡板4的轴部4a、4b的功能相当的臂部44，44支承挡板支承轴43的两端。

此外，可以将此挡板4的外围结构构成如图12所示第5实施例那样的结构。

第5实施例是使图10所示挡板支承轴43从在挡板4的背面上伸出的挡板轴插入部45上贯穿的同时，用臂部44，44支承挡板与承轴43。

据此，上述电动式调节风门50，由于使用扇形齿轮7作为减速齿轮、传递步进电动机1的回转力，能容易地将该扇形齿轮7的转动范围限定在框体2的侧面空间内。

此外，通过将步进电动机1的驱动力传递到扇形齿轮7，成为传递中能使电动机的回转扭矩增大，与传统相比，能使用小型电动机也足够驱动挡板4。

从而能容易获得挡板4的驱动力大的小型电动式调节风门动作装置。

此外通过将框体2形成大致为四棱柱形状，能将调节风门动作装置50装入在冰箱20等通道中广泛采用的四棱柱形状通道中，从而使适用范围广。

此外，通过将框体2构成作为冰箱20的通道的一部分，容易进行嵌合等组装。由于无需将冰箱20的通道部分形成特殊形状，这正是冰箱20所希望的。

此外上述各实施例是用来说明本发明的可实施形态，然而，并不受这些形态限制，只要在不离开本发明宗旨的范围内，可以有各种变化的实施形式。

例如，也可以将回转机构装入冰箱通道壁的内部。也可以使盖11兼用作冰箱的通道壁。

此外，也可以用电动机使挡板4进行朝向打开位置的回转，用螺旋弹簧等的弹簧力进行朝向关闭位置的回转。

作为电动机，除了步进电动机1以外，也可以使用AC同步电动机或直流电动机等其它电动机。

此外，也可以板弹簧或磁铁代替螺旋弹簧15，有时也可省略。

作为减速齿轮而使用扇形齿轮7，然而也可以使用其它齿轮。

此外，在上述实施例中，表示了将本发明电动式调节风门作为冰箱的冷风控制而使用的场合，然而本发明也适用于处理空调，以及水管装置等中的流体的其它装置。

如上所述，在本发明的配置在冰箱冷风流通路上的电动式调节风门中，由于使开、闭冷风口的挡板回转轴与电动机回转轴形成回转结合，使上述挡板在半闭和开上述冷风口的位置间移动，能将装置构成小型，且能将上述冷风口完全打开。

此外，由于通过上述结构，能容易做到使沿框体流过来的冷风几乎不被上述挡板遮挡按直路流动，能不产生冷风传递损失。冷风流动顺畅，从而容易获得冷风传递、扩散效率高的冰箱。

此外，在本发明电动式调节风门中，由于在构成冷风流动通路一部分的框体上形成使与上述挡板相接、分离的冷风口，同时，配置成在上述挡板处于将上述冷风口关闭位置时，用上述框体将上述挡板周围围住，能使将上述电动式调节风门组装入冰箱等内时的空间损失减少。

此外，由于将上述冷风口形成在框体内部上，将包含使上述挡板回转的电动机的回转机构安装在上述框体侧部上，能使上述冷风口增大，同时能使上述挡板的回转机构不导致空间过份增大，从而能获得相对上述使冷风口增大的小型化的电动式调节风门。

Claims (12)

1.一种电动式调节风门装置，将其配置在冰箱冷风流的通路上，其特征在于，该装置具备构成上述通路一部分的框体，在上述框体中央部上形成的冷风口，可回转地安装在已设置在上述框体上的回转轴上，用于开、闭上述冷风口的挡板，以及使上述挡板在关、开上述冷风口的位置间移动的回转机构，将上述档板配置成当其处于关闭上述冷风口的位置时，用上述框体将上述挡板周围围住，上述回转机构包含电动机，使上述电动机位于上述框体外侧，且将其配置在上述挡板回转轴附近，此外，将上述电动机输出轴和上述挡板的回转轴形成旋转相连。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，使上述电动机输出轴通过减速齿轮与上述挡板的回转轴旋转相连。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，上述挡板可回转直至将上述冷风口完全打开的位置。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，上述挡板从关闭上述冷风口位置直至打开上述冷风口位置回转约90°。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述电动机为步进电动机。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，当上述挡板关闭上述冷风口时，上述挡板顶端被上述框体覆盖，当上述挡板打开上述冷风口时，上述挡板顶端从上述框体露出。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，按如下方式在上述框体上配置上述冷风口，就是使上述挡板关闭上述冷风口时的位置相对上述冷风流呈倾斜状态。

8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，上述挡板由两块构成，且将这些挡板设置在上述框体通路的大致中央。

9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回转机构包含步进电动机，嵌装在上述步进电动机输出轴上的小齿轮，与上述小齿轮啮合的扇形齿轮，以及其一端被嵌装在上述扇形齿轮上，其另一端使与上述挡板接合的轴。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，将弹簧的一端安装在上述挡板冷风口一侧，将上述弹簧的另一端安装在上述框体上。

11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，用连接轴连接上述挡板与上述减速齿轮时，具有游动间隙。

12.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，在上述扇形齿轮的一端上固定设置磁铁，在靠近上述磁铁的上述框体上固定设置可检测出其是否与上述磁铁接近的霍尔IC。

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